本发明的目的在于提供考虑电动汽车弹性需求行为的电力 交通耦合网络双层博弈模型及均衡求解方法,建立了含电动汽车需求弹性和充电行为的混合交通流模型,实现了城市电力交通网络的耦合;考虑耦合网络均衡问题的优化目标和运行约束,采用拟变分不等式框架来表征弹性混合交通用户均衡状态,建立城市电力交通耦合网络数学优化模型;针对问题的非凸性,采用外层分层不动点迭代将问题解耦为双层凸优化问题,基于粘性投影逼近算法对内层均衡问题进行求解,形成求解双层博弈均衡状态的完整方法。本发明能够为电力交通耦合网络的均衡状态提供准确有效的分析手段,实现对实际问题的精细化建模。

本发明涉及综合能源网络优化运行领域，为城市电力交通能源网络提供了一种考虑电动汽车弹性需求的电力-交通耦合网络均衡的求解方法，包括：建立了含电动汽车需求弹性和充电行为的混合交通流模型，实现了城市电力交通网络的耦合；考虑耦合网络均衡问题的优化目标和运行约束，采用拟变分不等式框架来表征弹性混合交通用户均衡状态，建立城市电力交通耦合网络数学优化模型；针对问题的非凸性，采用外层分层不动点迭代将问题解耦为双层凸优化问题，基于粘性投影逼近算法对内层均衡问题进行求解，形成求解双层博弈均衡状态的完整方法。本发明能够为电力交通耦合网络的均衡状态提供准确有效的分析手段，实现对实际问题的精细化建模。

随着电动汽车数量的不断增加，城市的交通网络逐渐电气化，电网为响应电动汽车的充电需求，建立了许多快速充电设施，为电动汽车提供充电服务。同时电动汽车用户也会根据自身的充电需求，采取不同于原来的出行策略。由于配电网与交通属于不同的部门，传统的协同优化难以实现二者之间的相互合作共赢，进而导致公共资源利用效率低下、运行成本较高。因此，研究如何准确描述电动汽车行为对电力-交通网络的影响具有重大价值和意义。

目前，大多的电力交通耦合网络优化的研究仅考虑了用户需求固定情况下的网络均衡状态，而并没有考虑到交通运输网络中用户出行成本对于用户出行意愿的影响。交通拥堵以及高昂的充电电价会导致用户采取不同的出行策略，进而影响网络的需求量变化，相反，在交通顺畅的情况下，用户的出行意愿则会大大增加。计及弹性需求的电力交通耦合网络下的用户博弈均衡状态更能有效的反应实际真实的网络需求分布情况。因此，十分有必要在电力交通网络的博弈模型中考虑交通用户的弹性需求。

发明人：谢仕炜 谢龙韬 陈恺悦 张亚超

福州大学（Fuzhou University），简称福大，位于福建省福州市，创建于1958年，是国家“双一流”建设高校，国家“211工程”建设高校，国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校，福建省三所重点建设的高水平大学之一，福建省一流大学建设高校，入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。

本发明及其优选方案针对现有技术存在问题的特征，引入拟变分不等式方法，提出考虑电动汽车弹性需求的电力-交通耦合网络双层博弈模型，提供了一种基于分层不动点迭代与粘性投影逼近算法的求解考虑电动汽车弹性需求响应的城市电力交通网络均衡博弈状态方法。

首先，建立了含电动汽车弹性需求和充电行为的混合交通流模型；基于此，提出表征弹性混合交通用户均衡状态的拟变分不等式框架，并给出均衡状态与拟变分不等式的等价关系。其次，基于电力网和交通网之间的耦合特征，提出了含充电负荷的配电网二阶锥规划模型。最后，结合耦合网络的物理作用特征，提出含QVI的不动点框架来描述耦合网络的复杂博弈行为，并设计双层不动点迭代算法对问题进行求解。

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